Design and realization of a new high-efficiency vehicle for Shell Eco-marathon competition : design of the vehicle chassis

Shell Eco-marathon is a competition organized by the Royal Dutch Shell® company, involving teams from major universities and research institutes worldwide. The aim of the competition is to build a high energy efficiency vehicle, which has to run a predetermined number of laps, along an urban circuit, consuming the least amount of energy. The Mechanical Engineering Department of Politecnico di Milano takes part to the competition since 2005. The present thesis deals with the design and realization of the new vehicle that took part to the competition in 2019, and in particular the main subject regards the design of the chassis. Two different solutions are presented: a space frame and a spatial frame. The design process is performed by means of analytical and numerical approaches, aimed at minimizing mass and achieving acceptable levels of strength and stiffness. Moreover, the chassis has been designed in compliance with the regulations of the competition. The description of the production process of the chosen frame solution is also reported.

La Shell Eco-marathon è una competizione organizzata dalla società Royal Dutch Shell® che coinvolge squadre provenienti dalle più importanti università e istituti di ricerca mondiali. L’obiettivo della competizione è quello di costruire un veicolo ad alta efficienza energetica, ovvero che compia un numero di giri prestabiliti di un circuito urbano consumando il minor quantitativo di energia. Il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano partecipa alla competizione dal 2005. La presente tesi tratta della progettazione e della realizzazione del nuovo veicolo che ha preso parte alla competizione nel 2019, e in particolare il tema principale riguarda la progettazione del telaio. Due diverse soluzioni sono presentate: un telaio space frame e uno spatial frame. Il processo di progettazione è eseguito mediante metodi analitici e numerici, volti a ridurre al minimo la massa e raggiungere accettabili livelli di resistenza e rigidezza. Inoltre, il telaio è stato progettato in conformità con le normative del regolamento della competizione. Viene infine riportata la descrizione del processo di produzione della soluzione di telaio scelta.